第1章 數(shù)據(jù)采集及其基本原理 001
1.1 數(shù)據(jù)采集的發(fā)展與歷史 001
1.1.1 數(shù)據(jù)采集技術的起源 001
1.1.2 數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展歷程 002
1.1.3 現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集技術及發(fā)展 003
1.2 現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集技術的應用 005
1.3 數(shù)據(jù)采集技術 013
1.3.1 數(shù)據(jù)采集的基本概念 013
1.3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務 014
1.3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)評價指標 014
1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構形式 016
1.4.1 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 016
1.4.2 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 018
1.4.3 分布式網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 019
1.5 模擬信號數(shù)據(jù)采集的原理過程 020
1.6 數(shù)據(jù)采集信號處理 022
1.6.1 數(shù)據(jù)處理的類型 022
1.6.2 數(shù)據(jù)處理的任務 023
習題 023

第2章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常用傳感器 024
2.1 傳感器基本概念 024
2.1.1 傳感器及其選型 024
2.1.2 傳感器的分類 025
2.2 電阻式傳感器 027
2.2.1 電阻應變式傳感器 027
2.2.2 變阻式傳感器 031
2.3 電容式傳感器 032
2.3.1 工作原理 032
2.3.2 電容式傳感器的類型 032
2.4 電感式傳感器 035
2.4.1 自感式傳感器 035
2.4.2 互感式傳感器 039
2.5 磁電式傳感器 040
2.5.1 動圈式和動鐵式傳感器 040
2.5.2 磁阻式傳感器 041
2.6 壓電式傳感器 042
2.6.1 工作原理 042
2.6.2 壓電材料 043
2.7 光電式傳感器 044
2.7.1 光電效應 044
2.7.2 光電器件 045
2.8 霍爾傳感器 049
2.8.1 霍爾效應 049
2.8.2 霍爾效應的應用 050
2.9 傳感器的發(fā)展趨勢 051
2.9.1 微型化 052
2.9.2 智能化 052
2.9.3 集成化、多功能 053
2.9.4 無線網(wǎng)絡化 053
習題 054

第3章　數(shù)據(jù)采集信號調理 055
3.1 概述 055
3.1.1 信號調理電路的功能和目的 055
3.1.2 信號調理電路的要求 056
3.1.3 主要信號調理電路 056
3.2 運算放大電路 057
3.2.1 運算放大器的基本特性 057
3.2.2 基本應用電路 059
3.3 測量放大器電路 062
3.3.1 測量放大器概述 062
3.3.2 測量放大器原理 062
3.3.3 測量放大器的主要技術指標 064
3.3.4 測量放大器集成芯片 065
3.3.5 測量放大器的使用 065
3.4 有源濾波電路 067
3.4.1 濾波電路基礎知識 067
3.4.2 有源低通濾波電路 068
3.4.3 有源高通濾波電路 070
3.4.4 帶通、帶阻濾波電路 071
3.4.5 雙二階環(huán)電路 073
3.5 信號轉換電路 073
3.5.1 電壓/頻率、頻率/電壓轉換電路 073
3.5.2 V/I和I/V變換 080
習題 085

第4章 多路模擬開關 086
4.1 電子多路開關工作原理 086
4.1.1 雙極型晶體管開關 086
4.1.2 場效應晶體管開關 087
4.1.3 集成多路開關 087
4.2 多路開關主要指標及電路特性 088
4.3 多路開關集成芯片 092
4.3.1 無譯碼器的多路開關 092
4.3.2 有譯碼器的多路開關 092
4.4 多路開關接法設計 095
4.5 多路模擬開關的應用 096
4.5.1 模擬通道擴展 096
4.5.2 組成增益可程控的測量放大器 099
4.5.3 組成增益可程控的運算放大器 099
4.5.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應用案例 100
習題 100

第5章 模/數(shù)轉換器 101
5.1 A/D轉換器的分類 101
5.2 A/D轉換器的主要性能參數(shù) 102
5.2.1 靜態(tài)參數(shù) 102
5.2.2 動態(tài)參數(shù) 104
5.3 逐次逼近式 A/D轉換器 106
5.3.1 工作原理 106
5.3.2 工作過程 106
5.4 雙斜積分式 A/D轉換器 107
5.4.1 工作原理 107
5.4.2 工作過程 108
5.5 8位A/D轉換器芯片ADC0809 109
5.5.1 芯片簡介 109
5.5.2 工作原理 111
5.5.3 接口電路和程序設計 112
5.6 12位A/D轉換器芯片 AD574A 114
5.6.1 芯片簡介 114
5.6.2 工作原理 116
5.6.3 接口電路和程序設計 117
5.7 12位串行 A/D轉換器芯片ADS7822 119
5.7.1 芯片簡介 119
5.7.2 工作原理 120
5.7.3 接口電路 121
5.8 A/D轉換技術 122
5.8.1 頻率混淆 122
5.8.2 采樣/保持器 124
習題 128

第6章 數(shù)/模轉換器 129
6.1 D/A轉換基本原理 129
6.1.1 二進制譯碼 130
6.1.2 信號重建與恢復 130
6.2 D/A轉換器的分類和組成 133
6.2.1 D/A轉換器的分類 133
6.2.2 D/A轉換器的基本組成 135
6.3 D/A轉換器的主要技術指標 136
6.4 并行D/A轉換器 138
6.4.1 權電阻D/A轉換器 138
6.4.2 T形電阻D/A轉換器 139
6.4.3 權電流型D/A轉換器 141
6.4.4 具有雙極性輸出的D/A轉換器 142
6.5 單片集成D/A轉換器DAC0832 143
6.5.1 芯片簡介 143
6.5.2 工作原理 143
6.5.3 接口電路和程序設計 145
習題 147

第7章　數(shù)據(jù)傳輸技術 148
7.1 RS-232數(shù)據(jù)傳輸技術 148
7.1.1 接口形態(tài)及引腳定義 148
7.1.2 電氣特性 149
7.1.3 接口設計 150
7.1.4 傳輸距離及速率 151
7.1.5 RS-232C的通信參數(shù) 151
7.1.6 RS-232C的特點 151
7.2 RS-485數(shù)據(jù)傳輸技術 152
7.2.1 接口形態(tài)及引腳定義 152
7.2.2 電氣特性 153
7.2.3 接口設計 153
7.3 USB數(shù)據(jù)傳輸技術 155
7.3.1 接口形態(tài)及引腳定義 155
7.3.2 電氣特性 159
7.3.3 通信協(xié)議 160
7.3.4 接口設計 165
7.4 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術 165
7.4.1 以太網(wǎng)的分類 165
7.4.2 接口形態(tài)及引腳定義 166
7.4.3 通信協(xié)議 167
7.5 無線數(shù)據(jù)傳輸技術 168
7.5.1 藍牙技術 168
7.5.2 ZigBee技術 171
7.5.3 無線局域網(wǎng)通信技術 173
7.5.4 RFID技術 177
7.5.5 IrDA通信技術 178
7.5.6 近場通信技術 180
習題 185

第8章 采樣數(shù)據(jù)處理與分析 186
8.1 采樣數(shù)據(jù)的標度變換 186
8.1.1 線性參數(shù)的標度變換 187
8.1.2 非線性參數(shù)的標度變換 187
8.2 采樣數(shù)據(jù)去誤差處理 190
8.2.1 系統(tǒng)誤差的消除 190
8.2.2 隨機誤差的處理 190
8.2.3 粗大誤差的剔除 191
8.3 采樣數(shù)據(jù)去干擾 192
8.3.1 剔除奇異項 192
8.3.2 采樣數(shù)據(jù)數(shù)字濾波 193
8.4 采樣數(shù)據(jù)處理方法 197
8.4.1 傅里葉變換 197
8.4.2 短時傅里葉變換 199
8.4.3 小波變換 201
8.4.4 自適應濾波 203
習題 205

第9章 數(shù)據(jù)采集板卡 206
9.1 數(shù)據(jù)采集板卡的分類 206
9.1.1 基于板卡總線分類 206
9.1.2 基于板卡處理信號分類 210
9.2 PCI-1730U數(shù)字量輸入/輸出板卡 211
9.2.1 主要技術指標 211
9.2.2 軟件的安裝 212
9.2.3 硬件的安裝 213
9.2.4 配置板卡 214
9.2.5 引腳和信號說明 215
9.3 PCIE-1816H多功能數(shù)據(jù)采集板卡 216
9.3.1 主要技術指標 216
9.3.2 軟件的安裝 217
9.3.3 硬件的安裝 217
9.3.4 配置板卡 217
9.3.5 引腳和信號說明 218
9.4 USB-6002多功能數(shù)據(jù)采集板卡 219
9.4.1 主要技術指標 219
9.4.2 軟件的安裝 221
9.4.3 硬件的安裝 221
9.4.4 工作原理 221
9.4.5 引腳和信號說明 222
9.5 數(shù)據(jù)采集板卡的選型 223
9.5.1 接口方式 223
9.5.2 輸入/輸出指標 224
習題 224

第10章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 225
10.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計原則 225
10.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計步驟 226
10.3 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計案例 229
10.3.1 心電監(jiān)測系統(tǒng)設計要求 229
10.3.2 方案論證 229
10.3.3 系統(tǒng)設計框架 231
10.4 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計案例 232
10.4.1 物流倉庫火情智能監(jiān)測系統(tǒng)設計要求 232
10.4.2 物流倉庫火情智能監(jiān)測設計原則 232
10.4.3 一種物流倉庫火情環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡部署新模型 232
10.4.4 研究總體方案設計 236
10.5 分布式網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計案例 238
10.5.1 燃氣場站監(jiān)控系統(tǒng)設計要求 238
10.5.2 系統(tǒng)設計原則 239
10.5.3 總體方案設計 239
習題 241

參考文獻 242